DE102017112510B4

DE102017112510B4 - Kraftstoffeinspritzsteuersystem

Info

Publication number: DE102017112510B4
Application number: DE102017112510.8A
Authority: DE
Inventors: Koji Hata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2022-05-25
Anticipated expiration: 2037-06-08
Also published as: JP6569604B2; DE102017112510A1; JP2017219022A

Abstract

Kraftstoffeinspritzsteuersystem (100) für einen in einem Fahrzeug installierten Verbrennungsmotor, aufweisend:eine Hochdruckpumpe (60) zum Unterdrucksetzen von Kraftstoff, welcher in einen Zylinder (10) des Verbrennungsmotors eingespritzt wird,ein Steuergerät (90) zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung, die von einem Kraftstoffeinspritzer (20) ausgeführt wird, undeinen Abgassensor (80), der in einem Auslassrohr (30) vorgesehen ist und der ein Abgas betreffendes physikalisches Ausmaß ausgibt,wobei das Steuergerät (90) eine Diagnose des Abgassensors (80) ausführt, wenn eine Niedertouriglaufbetriebsart, in welcher eine Motordrehzahl niedriger als ein vorbestimmter Wert (Nth) ist, für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird,wobei das Steuergerät (90) einen Betriebszustand der Hochdruckpumpe (60) zu einer Hochlastpumpbetriebsart ändert durch Steuern der Hochdruckpumpe (60) zum Vergrößern von deren Ausgabe, wenn das Steuergerät (90) die Diagnose des Abgassensors (80) ausführt, undwobei das Steuergerät (90) bestimmt, dass es eine Funktionsstörung in dem Abgassensor (80) gibt, wenn ein Änderungsausmaß (Von - Voff) in einer Ausgabe des Abgassensors (80) in einer Nähe eines Übergangs zu der Hochlastpumpbetriebsart der Hochdruckpumpe (60) niedriger als ein vorbestimmter Schwellwert (Vth2) ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein in einem Fahrzeug installiertes Kraftstoffeinspritzsteuersystem, welches in der Lage ist, ein Ansprechverhalten eines Abgassensors zu diagnostizieren.
Abgas, das von einem Verbrennungsmotor, zum Beispiel einem Dieselmotor, imitiert bzw. ausgegeben wird, enthält schädliche Materialien mit nachteiligen Wirkungen auf die Umwelt, wie beispielsweise Stickstoffoxid (NOx), Diesel-Staub bzw. -Feinstaub (PM) usw. In den letzten Jahren hat ein Fahrzeug solch ein System zum Abreinigen des Stickstoffoxids (NOx). Beispielsweise ist im Stand der Technik ein SCR (Selective Catalytic Reduktion - Selektiv-Katalytisch-Reduktion) -System bekannt, wobei ein Selektiv-Reduktion-Katalysator verwendet ist. Gemäß dem SCR-System wird ein Reduktionsmittel (zum Beispiel Harnstoff) in das Abgas hinein zugeführt, sodass das Reduktionsmittel selektiv das Stickstoffoxid (NOx) reduziert, um dadurch das Abgas zu reinigen.
In dem SCR-System ist ein NOx-Sensor vorgesehen, um eine Menge des Stickstoffoxids (NOx) in einer Abgasleitung bzw. einem Auslassrohr zu erfassen. Eine Zuführmenge des Reduktionsmittels wird auf Basis einer erfassten Menge des Stickstoffoxids (NOx) gesteuert. Ein Abgassensor, wie beispielsweise der NOx-Sensor, ein PM-Sensor usw., wird nicht nur für ein Abgasreinigungssystem, sondern auch für eine Betriebssteuerung des Verbrennungsmotors (nachstehend des Motors) verwendet.
Mit anderen Worten wird ein Betriebszustand bzw. eine Betriebsbedingung des Motors wie auch das Abgasreinigungssystem auf Basis eines Ausgabewertes des Abgassensors gesteuert. Demgemäß ist eine höhere Zuverlässigkeit für den Ausgabewert des Abgassensors erforderlich.
Eine Funktionsstörungsdiagnoseeinrichtung für den Abgassensor ist im Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise in der JP 2008 - 190 383 A offenbart. Gemäß diesem Stand der Technik bestimmt die Funktionsstörungsdiagnoseeinrichtung (nachstehend die Diagnoseeinrichtung) ein Ansprechverhalten eines NOx-Sensors (des Abgassensors), wenn eine von dem Motor ausgegebene Ausgabemenge von NOx ein bestimmtes Verhältnis zu einem im Voraus definierten Muster hat. Genauer hat die Diagnoseeinrichtung im Voraus ein Referenzmuster als eine Referenz für eine temporäre Änderung für eine Strömungsmenge von ausgegebenem NOx und ein Nachfolgemuster als eine Referenz für eine temporäre Änderung für eine von dem NOx-Sensor erfasste NOx-Dichte.
Wenn der Motor in einer Normalbetriebsart läuft, bestimmt die Diagnoseeinrichtung zuerst, ob die Strömungsmenge des ausgegebenen NOx in Übereinstimmung mit dem Referenzmuster variiert, genauer, ob die Strömungsmenge des ausgegebenen NOx in einer Weise variiert, dass sie eine vorbestimmte Beziehung bzw. Relation zu dem Referenzmuster hat. Wenn JA in der obigen Bestimmung, bestimmt die Diagnoseeinrichtung ferner, ob die von dem NOx-Sensor erfasste NOx-Dichte derart variiert, dass die NOx-Dichte eine vorbestimmte Beziehung bzw. Relation zu dem Nachfolgemuster hat. Dann führt die Diagnoseeinrichtung auf Basis der obigen Bestimmung eine Diagnose für ein Ansprechverhalten des NOx-Sensors aus.
Jedoch wird die Diagnose für das Ansprechverhalten des NOx-Sensors, welche von der Diagnoseeinrichtung des obigen Standes der Technik ausgeführt werden kann, in beschränkter Weise in der Normalbetriebsart des Motors ausgeführt. Daher ist eine Möglichkeit bzw. Gelegenheit zum Ausführen der Diagnose für das Ansprechverhalten des NOx-Sensors auf einen engen Bereich des Motorbetriebs beschränkt.
Darüber hinaus hängt jedes von dem obigen Referenzmuster und dem Nachfolgemuster stark von einer Nutzungsumgebung des NOx-Sensors ab, mit anderen Worten einer Umgebung, in welcher das Fahrzeug platziert ist, zum Beispiel einer Umgebungstemperatur, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Fahrzeugbeschleunigung usw. Es ist daher schwierig, eine hohe Genauigkeit in den Bestimmungen zu erwarten beim Bestimmen der vorbestimmten Beziehung bzw. Relation zwischen einem aktuellen Messwert für die Strömungsmenge des ausgegebenen NOx und dem Referenzmuster oder beim Bestimmen der vorbestimmten Beziehung bzw. Relation zwischen der von dem NOx-Sensor erfassten NOx-Dichte und dem Nachfolgemuster.
Es ist möglich, mehrere Referenzmuster und mehrere Nachfolgemuster bereitzustellen. Jedoch können solche mehreren Muster einen großen Bereich einer Speicherkapazität eines RAM oder ROM, in welchen solche mehreren Muster gespeichert sind, in Anspruch nehmen. Darüber hinaus wird eine Last für ein Steuergerät, welches die vorbestimmte Beziehung bzw. Relation zwischen den aktuell gemessenen Werten und jeden von den Mustern berechnet, zwangsläufig vergrößert.
Die DE 10 2007 006 489 A1 , die DE 100 62 289 A1 und die DE 100 49 685 A1 lehren Verfahren und Vorrichtungen zur Diagnose und Erkennung einer Funktionsstörung in einem Abgassensor beim Betrieb einer Brennkraftmaschine, wobei ein Steuergerät die Diagnose des Abgassensors durchführt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem für einen Verbrennungsmotor (den Motor) bereitzustellen, welches in der Struktur einfach und in der Lage ist, einen Abgassensor sogar in einem Betriebszustand des Motors, der anders als eine Normalbetriebsart dessen ist, zu diagnostizieren.
Die Aufgabe wird durch ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem nach dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer von Ausprägungen der vorliegenden Erfindung weist ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem (100) für einen in einem Fahrzeug installierten Verbrennungsmotor auf:

eine Hochdruckpumpe (60) zum Unterdrucksetzen von Kraftstoff, welcher in einem Zylinder (10) des Verbrennungsmotors eingespritzt wird,
ein Steuergerät (90) zum Steuern einer von einem Kraftstoffeinspritzer (20) ausgeführten Kraftstoffeinspritzung, und
einen Abgassensor (80), der in einer Abgasleitung bzw. einem Auslassrohr (30) vorgesehen ist und der ein Abgas betreffendes bzw. damit in Beziehung stehendes physikalisches Ausmaß ausgibt.

In dem Kraftstoffeinspritzsteuersystem (100) führt die Steuereinheit (90) eine Diagnose des Abgassensors (80) aus, wenn eine Niedertouriglaufbetriebsart, in welcher eine Motordrehzahl niedriger als ein vorbestimmter Wert (Nth) ist, für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird,
ändert das Steuergerät (90) einen Betriebszustand der Hochdruckpumpe (60) auf eine Hochlastpumpbetriebsart durch Steuern der Hochdruckpumpe (60) zum Vergrößern von deren Ausgabe, wenn das Steuergerät (90) die Diagnose des Abgassensors (80) ausführt, und
bestimmt das Steuergerät (90), dass es eine Funktionsstörung in dem Abgassensor (80) gibt, wenn ein Änderungsausmaß (Von - Voff) in einer Ausgabe des Abgassensors (80) niedriger als ein vorbestimmter Schwellwert (Vth2) in einer Nähe eines Übergangs zu der Hochlastpumpbetriebsart der Hochdruckpumpe (60) ist.
Gemäß der obigen Ausprägung der vorliegenden Erfindung wird der Betriebszustand der Hochdruckpumpe zu der Hochlastpumpbetriebsart gewechselt, wenn die Motordrehzahl für die vorbestimmte Zeitdauer auf einem Wert gehalten wird, der niedriger als der vorbestimmte Wert ist. Wenn der Betriebszustand der Hochdruckpumpe zu der Hochlastpumpbetriebsart gewechselt ist, ist die Ausgabe der Hochdruckpumpe (zum Beispiel eine Ausgabemenge des Kraftstoffs) vergrößert. Da ein Erzeugungsausmaß von NOx und/oder PM, die in Abgas enthalten sind, dementsprechend vergrößert ist, ist es möglich, eine mögliche Funktionsstörung des Abgassensors durch Erfassen der Änderung der Ausgabe des Abgassensors zu bestimmen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nicht auf eine Normalbetriebsart des Verbrennungsmotors, in welcher das Fahrzeug in einer Normalbetriebsart bzw. einem Normalfahrmodus läuft bzw. fährt, beschränkt, wann die Diagnose des Abgassensors ausgeführt wird.
Da die Diagnose des Abgassensors nicht notwendigerweise ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug in der Normalbetriebsart bzw. dem Normalfahrmodus läuft bzw. fährt, ist es möglich, eine Verminderung einer Fahrbarkeit des Fahrzeugs zu verhindern.
Die Bestimmung für die Funktionsstörung des Abgassensors wird ausgeführt durch einen Vergleich zwischen dem Änderungsausmaß in der Ausgabe des Abgassensors und dem vorbestimmten Schwellwert. Wenn mit einem Fall verglichen, in dem die Funktionsstörung auf Basis einer Beziehung bzw. Relation zwischen einer Sensorausgabe und einem Referenzmuster und/oder einem Nachfolgemuster bestimmt wird, ist es in der vorliegenden Erfindung möglich, eine Hardwarestruktur und/oder eine Rechenlast für das Steuergerät kleiner zu machen.
Wie oben ist es in der vorliegenden Erfindung nicht auf die Normalbetriebsart des Motors beschränkt, wann die Diagnose ausgeführt wird. Es ist ferner möglich, die Diagnose des Abgassensors in einer einfacheren Struktur auszuführen.
Das Obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer ersichtlich werden aus der folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren gemachten Beschreibung. In den Figuren:

1 ist eine schematische Ansicht, die einen Überblick über eine Struktur eines Kraftstoffeinspritzsteuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern eines Betriebs des Kraftstoffeinspritzsteuersystems,
3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozess des Kraftstoffeinspritzsteuersystems gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, und
4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerungsprozess eines Kraftstoffeinspritzsteuersystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch mehrere Ausführungsformen und/oder Modifikationen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben werden. Überall in den mehreren Ausführungsformen und/oder Modifikationen sind zum Beseitigen einer wiederholten Erläuterung den gleichen oder ähnlichen Teilen oder Abschnitten die gleichen Bezugsziffern gegeben.
(Erste Ausführungsform)
Ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist als ein Kraftstoffeinspritzsteuersystem von einem Common-Rail-Typ (Typ mit gemeinsamer Kraftstoffleitung), welches in einem Fahrzeug mit einem Dieselmotor (nachstehend dem Motor) installiert ist, verwendet.
Zuerst wird unter Bezugnahme auf 1 ein Überblick über eine Struktur für das Kraftstoffeinspritzsteuersystem 100 erläutert werden.
Wie in 1 gezeigt, ist das Kraftstoffeinspritzsteuersystem 100 gebildet mit bzw. besteht aus:

einem als eine Verbrennungskammer arbeitenden Zylinder 10 des Motors,
einem Kraftstoffeinspritzer bzw. einer Kraftstoffeinspritzdüse 20 zum in den Zylinder 10 Einspritzen von Kraftstoff,
einer Auslasspassage 30 (oder einem Auslassrohr 30), das über ein Auslassventil 31 mit dem Zylinder 10 wirkverbunden ist,
einer gemeinsamen Kraftstoffleitung 40, die auf einer strömungsaufwärtigen Seite des Kraftstoffeinspritzers 20 angeordnet ist und die den Kraftstoff hohen Drucks temporär speichert,
einem Kraftstofftank 50,
einer Hochdruckpumpe 60 zum aus dem Kraftstofftank 50 Saugen des Kraftstoffs und Liefern des Hochdruckkraftstoffs an die gemeinsame Kraftstoffleitung 40,
einem Druckablassventil 70 zum Rückführen eines Teils des Hochdruckkraftstoffs aus der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 in den Kraftstofftank 50, um einen Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 zu regulieren,
einem Abgassensor 80 (zum Beispiel einem NOx-Sensor), welcher in der Auslasspassage 30 derart angeordnet ist, dass er von dem Motor ausgegebenem und durch die Auslasspassage 30 hindurchströmendem Abgas ausgesetzt ist,
einem elektronischen Steuergerät 90 (nachstehend dem Steuergerät 90) usw.

Darüber hinaus hat das Kraftstoffeinspritzsteuersystem 100 eine SCR (Selective Catalytic Reduktion - Selektiv-Katalytisch-Reduktion) -Einrichtung 32 in der Auslasspassage 30 auf einer strömungsabwärtigen Seite des Abgassensors 80. Ferner ist eine Speichereinrichtung 91 vorgesehen, sodass sie mit dem Steuergerät 90 verbunden ist.
Der Zylinder 10 bildet die Verbrennungskammer des Motors, in welcher Einlassluft und der von dem Kraftstoffeinspritzer 20 eingespritzte Kraftstoff miteinander gemischt werden, sodass ein Luft-Kraftstoff-Gemisch gebildet ist. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in den Zylinder 10 eingespritzt und expandiert, sodass ein Kolben 11 vorangetrieben wird. Der Kolben 11 wird in dem Zylinder 10 in dessen Axialrichtung hin und her bewegt, und solch eine Hin-Und-Her-Bewegung wird über eine Pleuelstange 12 in eine Drehbewegung einer Kurbelwelle 13 umgewandelt.
Der Kraftstoffeinspritzer 20, welcher eine im Stand der Technik gut bekannte Einrichtung ist, empfängt ein Steuersignal von dem Steuergerät 90 und spritzt den Kraftstoff mit einer vorbestimmten Zeitsteuerung in den Zylinder 10 ein. Eine Einspritzmenge des Kraftstoffs hängt von einer für eine Kraftstoffeinspritzung notwendigen Zeitdauer und einem Druck des Kraftstoffs ab. Allgemein wird eine Erzeugungsmenge von NOx wie auch eine Erzeugungsmenge von PM (Staub bzw. Feinstaub = Dieselpartikel), welche in dem Abgas enthalten sind, vergrößert, wie die Einspritzmenge des Kraftstoffs größer wird.
Die Auslasspassage 30 ist eine Passage zum Ausgeben des Abgases aus dem Zylinder 10 zu einem Äußeren des Motors hin. Das Abgas entspricht solch einem Gas, welches in dem Zylinder 10 als ein Ergebnis dessen, dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird und dessen Explosionsenergie in die Drehbewegung der Kurbelwelle 13 umgewandelt wird, verbleibt. Das Abgas enthält NOx und PM. Die Auslasspassage 30 ist über das Auslassventil 31 mit dem Zylinder 10 verbunden. Wenn das Auslassventil 31 mit einer vorbestimmten Zeitsteuerung geöffnet wird, wird der Zylinder 10 mit der Auslasspassage 30 in Verbindung gebracht, sodass das Abgas aus dem Zylinder 10 herausströmt und sich in die Auslasspassage 30 hineinbewegt.
Das Abgas wird durch die SCR-Einrichtung 32 hindurch zum Äußeren der Auslasspassage 30 hin ausgegeben. Ein Teil von in dem Abgas enthaltenen NOx wird reduziert und in H₂O, N₂ usw. umgewandelt, welche eine relativ kleine Umweltbelastung haben. Zum Beispiel wird Harnstoff in der vorliegenden Ausführungsform als das Reduktionsmittel für einen Selektiv-Reduktion-Katalysator der SCR-Einrichtung 32 verwendet.
In einem Fall, dass der Motor eine Abgasrückführungs (AGR) -Vorrichtung hat, wird ein Teil des Abgases aus der Auslasspassage 30 in eine Einlasspassage des Motors hinein zurückgeführt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die AGR-Vorrichtung weggelassen.
Die gemeinsame Kraftstoffleitung 40 ist ein Behälter zum Speichern des Hochdruckkraftstoffs in dem Kraftstoffeinspritzsteuersystem 100 vom Common-Rail-Typ. Mehrere Kraftstoffeinspritzer 20, welche einer Anzahl der Zylinder entsprechen, sind mit der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 zueinander parallel verbunden. Der in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 gespeicherte Hochdruckkraftstoff wird jedem der Kraftstoffeinspritzer 20 zugeführt. Wenn der Druck des Kraftstoffs in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 höher wird, wird der Druck des den Kraftstoffeinspritzern 20 zuführbaren Kraftstoffs dementsprechend erhöht und wird dadurch die Menge des für eine Zeiteinheit einspritzbaren Kraftstoffs vergrößert.
Der Kraftstofftank 50, welcher den Kraftstoff speichert, ist über die Hochdruckpumpe 60 mit der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 verbunden. Der Kraftstofftank 50 ist ferner über das Druckablassventil 70 mit der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 verbunden. Eine Kraftstoffpassage, welche den Kraftstofftank 50 über das Druckablassventil 70 mit der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 verbindet, unterscheidet sich von einer Kraftstoffpassage, welche den Kraftstofftank 50 durch die Hochdruckpumpe 60 mit der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 verbindet.
Die Hochdruckpumpe 60 saugt den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 50 heraus und setzt den Kraftstoff unter Druck, um den Hochdruckkraftstoff zu der bzw. in die gemeinsame Kraftstoffleitung 40 herauszupumpen. Wenn eine Ausgabe der Hochdruckpumpe 60 vergrößert wird, wird der Druck des Kraftstoffs in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 höher. Wenn der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 höher wird, wird die Menge des in den Zylinder 10 einspritzbaren Kraftstoffs dementsprechend vergrößert. Die Erzeugungsmenge von in dem Abgas enthaltenen NOx und PM wird dadurch vergrößert. Die Ausgabe der Hochdruckpumpe 60 wird durch das Steuergerät 90 gesteuert.
Das Druckablassventil 70 befindet sich an einer Position zwischen der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 und dem Kraftstofftank 50, genauer an einer Position, die von jedem von der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 und dem Kraftstofftank 50 separiert ist. Wenn das Druckablassventil 70 in einem Zustand geöffnet wird, in dem die Ausgabe der Hochdruckpumpe 60 konstant ist, wird der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 vermindert, da ein Teil des Hochdruckkraftstoffs aus der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 zu dem bzw. in den Kraftstofftank 50 zurückkehrt. Andererseits kann, wenn das Druckablassventil 70 geschlossen ist, der Hochdruckkraftstoff nicht länger aus der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 zu dem Kraftstofftank 50 zurückkehren und verbleibt in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40.
Die Ausgabe der Hochdruckpumpe 60 wird vergrößert, um den Kraftstoffdruck auf einem vorbestimmten konstanten Wert in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 zu halten, wenn ein Öffnungsgrad des Druckablassventils 70 größer wird. Beispielsweise ist es eine Maximallast für das Kraftstoffeinspritzsteuersystem 100, wenn der Öffnungsgrad des Druckablassventils 70 sich auf seiner Maximal-Geöffnet-Position befindet und die Hochdruckpumpe 60 mit ihrer maximalen Ausgabe betrieben wird. Jede der Erzeugungsmengen von NOx und PM wird daher auf ihren maximalen Wert vergrößert, wenn das Kraftstoffeinspritzsteuersystem 100 mit der Maximallast betrieben wird in einem Zustand, in dem andere Betriebsbedingungen konstant sind. Der Öffnungsgrad des Druckablassventils 70 wird von dem Steuergerät 90 gesteuert.
Der Abgassensor 80, das heißt der NOx-Sensor 80 in der vorliegenden Ausführungsform, ist an einer Position der Auslasspassage 30 angeordnet, sodass er dem Abgas ausgesetzt ist. Der NOx-Sensor 80 besteht aus bzw. ist gebildet mit zum Beispiel einem Impedanztyp-Sensor mit einem Festelektrolyten. Da der NOx-Sensor 80 im Stand der Technik bekannt ist, wird eine Erläuterung für eine detaillierte Struktur des NOx-Sensors 80 weggelassen. Eine Sensorausgabe wird in dem NOx-Sensor 80 auf Basis eines elektrischen Stroms erlangt, welcher erzeugt wird, wenn NOx in einer Messzelle des NOx-Sensors 80 reduziert wird. Mit anderen Worten wird die Ausgabe des NOx-Sensors 80 in Abhängigkeit von der Menge von in dem Abgas enthaltenem NOx verändert. Ein Ansprechen des NOx-Sensors 80 wird vermindert, wenn Wasser oder dergleichen in der Messzelle angesammelt ist. Das Ansprechen des NOx-Sensors 80 wird ebenfalls vermindert, wenn eine Temperatursteuerung für den NOx-Sensor 80 nicht in einer geeigneten bzw. korrekten Weise ausgeführt werden kann. Daher ist es notwendig, das Ansprechverhalten des NOx-Sensors 80 zu diagnostizieren. Die Ausgabe des NOx-Sensors 80 wird in das Steuergerät 90 eingegeben. Das Steuergerät 90 steuert nicht nur den Betriebszustand des Motors auf Basis der Ausgabe des NOx-Sensors 80, sondern ferner eine Zuführmenge des Reduktionsmittels (zum Beispiel Harnstoff) in die SCR-Einrichtung 32.
Das Steuergerät 90 ist elektrisch mit der Hochdruckpumpe 60 verbunden, um die Ausgabe der Hochdruckpumpe 60 zu steuern und dadurch den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 zu steuern. Das Steuergerät 90 ist ferner elektrisch mit dem Druckablassventil 70 verbunden, um den Öffnungsgrad dessen zu steuern und dadurch den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 zu steuern. Darüber hinaus ist das Steuergerät 90 elektrisch mit dem Kraftstoffeinspritzer 20 verbunden, um die Kraftstoffeinspritzung des Kraftstoffeinspritzers 20, beispielsweise eine einzuspritzende Kraftstoffmenge, eine Kraftstoffeinspritzzeit usw., zu steuern. Wie in 1 gezeigt, wird ferner Information bezüglich einer Motordrehzahl in das Steuergerät 90 eingegeben, sodass das Steuergerät 90 den Betriebszustand bzw. die Betriebsbedingung des Motors 90 auf Basis der Motordrehzahl steuern kann.
Die Ausgabe des NOx-Sensors 80 wird ebenfalls in das Steuergerät 90 eingegeben, sodass das Steuergerät 90 nicht nur die Zuführmenge des Reduktionsmittels auf Basis der Ausgabe des NOx-Sensors 80 steuert, sondern ferner eine Diagnose des NOx-Sensors 80 ausführt. Ein Prozess zum Diagnostizieren des NOx-Sensors 80 wird nachstehend erläutert werden.
Eine Speichereinrichtung 91, welche mit dem Steuergerät 90 verbunden ist, besteht aus bzw. ist gebildet mit zum Beispiel einer RAM (Random Access Memory - Speicher mit wahlfreiem Zugriff) -Einrichtung. Die Speichereinrichtung 91 speichert Information bezüglich der Motordrehzahl, der Ausgabe des NOx-Sensors 80 usw. auf einer temporären Basis. Das Steuergerät 90 liest die notwendige Information aus der Speichereinrichtung 91 aus, um jeweilige Berechnungen auszuführen.
Ein Betriebsprozess des Kraftstoffeinspritzsteuersystems 100 wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 erläutert werden.
Die Betriebsart des Motors wird zuerst unter Bezugnahme auf 2 erläutert werden.
Das Fahrzeug fährt mit einer Geschwindigkeit in einer Normalbetriebsart bzw. einem Normalfahrmodus während einer Zeitdauer bis zu einem Zeitpunkt „t1“. Mit anderen Worten wird der Motor in der Normalbetriebsart betrieben während der Zeitdauer bis zu dem Zeitpunkt „t1“. Während dieser Zeitdauer werden die Motordrehzahl, die Ausgabe des Abgassensors 80, die Ausgabe (eine Ausgabemenge) der Hochdruckpumpe 60, der Öffnungsgrad des Druckablassventils 70 (eine zu dem Kraftstofftank 50 zurückzuführende Kraftstoffmenge) usw. in Reaktion auf einen Fahrzustand bzw. eine Fahrbedingung des Fahrzeugs verändert.
Wenn die Motordrehzahl beispielsweise als Ergebnis eines Fahrzeugstopps zu dem Zeitpunkt „t1“ nahezu ein konstanter Wert wird, wird der Motorbetriebszustand zu einer Leerlaufbetriebsart geändert. Die Leerlaufbetriebsart ist als solch eine Bedingung bzw. ein Zustand definiert, dass die Motordrehzahl auf einem Wert gehalten wird, der niedriger als ein vorbestimmter Schwellwert ist, und es keine mit einem Fahrzeugfahren zusammenhängende Last gibt. Das Steuergerät 90 bestimmt auf Basis der Motordrehzahl, ob sich der Motor in der Leerlaufbetriebsart befindet. Alternativ kann ein äußeres Steuergerät (ESG) die Leerlaufbetriebsart bestimmen, und das äußere Steuergerät kann seine Information an das Steuergerät 90 übertragen.
Ein Prozess des Betriebs des Kraftstoffeinspritzsteuersystems 100, insbesondere ein Steuerungsprozess des Steuergerätes 90, wird unter Bezugnahme auf ein in 3 gezeigtes Ablaufdiagramm erläutert werden.
Zuerst führt das Steuergerät 90 einen Schritt S1 aus, in welchem das Steuergerät 90 einen Maximalwert „Vmax“ des NOx-Sensors 80 in einem Zustand erlangt, in dem das Fahrzeug in dem Normalfahrmodus fährt, das heißt in dem Zustand, in dem der Motor in der Normalbetriebsart betrieben wird. Der Maximalwert „Vmax“ wird auf einer regulären Basis während der Normalbetriebsart des Motors erneuert. Darüber hinaus kann der Maximalwert „Vmax“ jedes Mal zurückgesetzt werden, wenn die Normalbetriebsart beendet wird. Genauer kann der Maximalwert „Vmax“ zurückgesetzt werden, wenn ein Zündschalter von einem Fahrzeugfahrer ausgeschaltet wird und dadurch der Motorbetrieb gestoppt wird. Der Maximalwert „Vmax“ wird in der Speichereinrichtung 91 gespeichert.
Dann führt das Steuergerät 90 einen Schritt S2 aus, in welchem das Steuergerät 90 einen Minimalwert „Vmin“ des NOx-Sensors 80 in dem Zustand erlangt, in dem der Motor in der Normalbetriebsart betrieben wird. Der Minimalwert „Vmin“ wird ebenso auf der regulären Basis während der Normalbetriebsart des Motors erneuert. Darüber hinaus kann der Minimalwert „Vmin“ jedes Mal zurückgesetzt werden, wenn die Normalbetriebsart in einer zu dem Maximalwert „Vmax“ gleichen Weise beendet wird. Der Minimalwert „Vmin“ wird in der Speichereinrichtung 91 gespeichert.
Da jeder von dem Maximalwert „Vmax“ (Schritt S1) und dem Minimalwert „Vmin“ (Schritt S2) erlangt wird und auf der regulären Basis während der Normalbetriebsart des Motors erneuert wird, kann der Minimalwert „Vmin“ nicht nachdem, sondern bevor der Maximalwert Vmax erlangt und erneuert wird, erlangt und erneuert werden.
Dann führt das Steuergerät 90 einen Schritt S3 aus, in welchem das Steuergerät 90 bestimmt, ob eine Differenz „Vmax - Vmin“ der Ausgabe des NOx-Sensors 80 zwischen dem Maximalwert „Vmax“ und dem Minimalwert „Vmin“ kleiner als ein vorbestimmter erster Schwellwert „Vth1“ ist oder nicht. Der Schritt S3 wird während der Normalbetriebsart des Motors periodisch ausgeführt.
Der Schwellwert „Vth1“ ist eine vorbestimmte konstante Zahl. Jeder von der Ausgabe der Hochdruckpumpe 60 und dem Öffnungsgrad des Druckablassventils 70 variiert in einem bestimmten nummerischen Bereich, was dem Kraftstoffeinspritzsteuersystem 100 inhärent ist, wenn der Motor in einem vorbestimmten konstanten Betriebszustand (zum Beispiel dem Motorbetrieb der Leerlaufbetriebsart) arbeitet. Jedoch variieren während des Normalfahrmodus des Fahrzeugs, das heißt während der Normalbetriebsart des Motors, abgesehen von solch einem vorbestimmten Motorbetriebszustand, jeder von der Ausgabe der Hochdruckpumpe 60 und dem Öffnungsgrad des Druckablassventils 70 über solch einen nummerischen Bereich des vorbestimmten Motorbetriebszustands hinaus, um das Fahrzeug in Gang zu halten. Als Ergebnis werden NOx und PM, die in dem Abgas enthalten sind, dementsprechend erzeugt, sodass jede der Erzeugungsmengen von NOx und PM jeden von nummerischen Bereichen überschreitet, die dem Kraftstoffeinspritzsteuersystem 100 in dem vorbestimmten Motorbetriebszustand inhärent sind.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der erste Schwellwert „Vth1“ auf Basis des nummerischen Bereichs der Ausgabe des NOx-Sensors 80 bestimmt, welcher dem Kraftstoffeinspritzsteuersystem 100 in dem vorbestimmten Motorbetriebszustand inhärent ist. Mit anderen Worten entspricht der erste Schwellwert „Vth1“ einem Maximalwert des NOx-Sensors 80 in dem nummerischen Bereich. Demgemäß ist der erste Schwellwert „Vth1“ eine konstante Zahl, welche im Voraus durch eine Simulation und/oder aktuelle Messungen in einem Fahrzeugfahrtest definiert werden kann.
In einem Fall von „Vmax - Vmin > Vth1“ ist die Bestimmung in dem Schritt S3 NEIN. Dies (Vmax - Vmin > Vth1) bedeutet, dass die Ausgabe des NOx-Sensors 80 wie angenommen variiert in Reaktion auf eine Schwankung der Erzeugungsmenge von NOx während der Normalbetriebsart des Motors. Mit anderen Worten arbeitet der NOx-Sensor 80 in einem guten Zustand. Der Steuerungsprozess des Kraftstoffeinspritzsteuersystems 100 geht zu dem Schritt S1 zurück. Ein Alarm für den Fahrzeugfahrer wird nicht ausgeführt.
In einem Fall von „Vmax - Vmin ≤ Vth1“ ist die Bestimmung in Schritt S3 JA und geht der Steuerungsprozess zu einem Schritt S4. Die Situation (Vmax - Vmin ≤ Vth1) bedeutet, dass der NOx-Sensor 80 nicht mit dem angenommenen Ansprechverhalten arbeitet. Mit anderen Worten ist es möglicherweise der Fall, dass der NOx-Sensor 80 nicht in gutem Zustand arbeitet.
In dem Schritt S4 bestimmt das Steuergerät 90, ob der Motor die Leerlaufbetriebsart für eine vorbestimmte Zeitdauer beibehält. Wie oben erläutert, entspricht die Leerlaufbetriebsart der Niedertouriglaufbetriebsart, in welcher die Motordrehzahl auf dem Wert gehalten wird, der niedriger als der vorbestimmte Schwellwert ist, und es keine mit dem Fahrzeugfahren zusammenhängende Last gibt. In 2 beginnt die Leerlaufbetriebsart von dem Zeitpunkt „t1“ an.
Das Steuergerät 90 bestimmt JA in dem Schritt S4, wenn der Motor die Leerlaufbetriebsart für die vorbestimmte Zeitdauer beibehält. Die Bestimmung in dem Schritt S4 ist NEIN, wenn die Leerlaufbetriebsart nicht für die vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird. Der Schritt S4 wird wiederholt ausgeführt, bis die Bestimmung in dem Schritt S4 JA wird. Im Fall von JA in dem Schritt S4 geht der Steuerungsprozess zu einem Schritt S5. Die vorbestimmte Zeitdauer für den Schritt S4 wird beliebig bestimmt. Eine Zeitdauer zwischen „t1“ und „t2“ in 2 entspricht der vorbestimmten Zeitdauer zum Bestimmen der Leerlaufbetriebsart.
Das Steuergerät 90 führt den Schritt S5 zu dem Zeitpunkt „t2“ aus, wenn die Leerlaufbetriebsart für die vorbestimmte Zeitdauer andauert, nachdem der Motorbetriebszustand zu dem Zeitpunkt „t1“ zu der Leerlaufbetriebsart gewechselt ist. In dem Schritt S5 erlangt das Steuergerät 90 eine Ausgabe „Voff“ des NOx-Sensors 80 in der Leerlaufbetriebsart.
Dann führt das Steuergerät 90 einen Schritt S6 aus. In dem Schritt S6 vergrößert das Steuergerät 90 die Ausgabe der Hochdruckpumpe 60, das heißt die Ausgabemenge des Kraftstoffs. Beispielsweise wird die Ausgabemenge der Hochdruckpumpe 60 auf ihren Maximalwert vergrößert. Dies wird getan, um absichtlich die Erzeugungsmenge von NOx und PM zu vergrößern.
Das Steuergerät 90 führt einen Schritt S7 aus. In dem Schritt S7 vergrößert das Steuergerät 90 den Öffnungsgrad des Druckablassventils 70, das heißt die Menge des Hochdruckkraftstoffs, die zu dem Kraftstofftank 50 zurückkehrt (die Ausströmmenge). Beispielsweise wird der Öffnungsgrad des Druckablassventils 70 auf seinen Maximalwert vergrößert. Wenn die Ausströmmenge des Hochdruckkraftstoffs aus der gemeinsamen Kraftstoffleitung 40 vergrößert wird, wird eine Last für die Hochdruckpumpe 60 bezüglich der Ausgabemenge des Kraftstoffs (des Kraftstoffdrucks) dementsprechend vergrößert. Dies wird ebenfalls getan, um absichtlich die Erzeugungsmengen von NOx und PM zu vergrößern.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Betriebszustand der Hochdruckpumpe 60 einer Hochlastpumpbetriebsart, in welcher die Last für die Hochdruckpumpe 60 durch Ausführen der Schritte S6 und S7 erhöht wird. In 2 werden der Schritt S6 und der Schritt S7 zu dem Zeitpunkt „t2“ ausgeführt.
Die Ausgabe des NOx-Sensors 80 wird verändert, weil die Erzeugungsmengen von NOx und PM nach dem Schritt S7 vergrößert werden. Ein Schritt S8 wird ausgeführt zu solch einem Zeitpunkt, nachdem eine Zeitdauer, welche für den NOx-Sensor 80 notwendig ist, um auf die Änderung der Erzeugungsmengen von NOx und PM anzusprechen, vorbeigeht. Die Zeitdauer, welche für das Ansprechen des NOx-Sensors 80 notwendig ist, entspricht einer Zeitdauer, welche im Voraus auf Basis von Spezifikationen des NOx-Sensors 80 definiert werden kann. Mit anderen Worten entspricht die Zeitdauer, die für das Ansprechen des NOx-Sensors 80 notwendig ist, einer Zeit, welche für den NOx-Sensor 80 notwendig ist, um einen Anstieg seiner Ausgabe zu vollenden. In dem Schritt S8 erlangt das Steuergerät 90 eine Ausgabe „Von“ des NOx-Sensors 80 in der Hochlastpumpbetriebsart.
Das Steuergerät 90 führt einen Schritt S9 aus, in dem das Steuergerät 90 ein Änderungsausmaß „Von - Voff“ für die Ausgabe des NOx-Sensors 80 in einer Nähe eines Übergangs zu der Hochlastpumpbetriebsart erlangt, das heißt, wenn der Betriebszustand der Hochdruckpumpe 60 zu der Hochlastpumpbetriebsart gewechselt wird. Darüber hinaus bestimmt das Steuergerät 90, ob das Änderungsausmaß kleiner als ein anderer (zweiter) vorbestimmter Schwellwert „Vth2“ ist. Genauer bestimmt das Steuergerät 90, ob eine Beziehung bzw. Relation „Von - Voff ≤ Vth2“ erfüllt ist oder nicht.
Der zweite Schwellwert „Vth2“ ist ebenfalls eine vorbestimmte konstante Zahl. Wenn der Betriebszustand der Hochdruckpumpe 60 von einer Niedriglastpumpbetriebsart (entsprechend der Leerlaufbetriebsart des Motors) zu der Hochlastpumpbetriebsart gewechselt wird, wird erwartet, dass sich die Ausgabe des NOx-Sensors 80 wie angenommen ändert. Ein Ausmaß einer angenommenen Änderung in der Ausgabe des NOx-Sensors 80 entspricht „Vth2“, was durch eine Simulation und/oder aktuelle Messungen in einem Test unter Verwendung des NOx-Sensors 80 definiert werden kann.
Wenn die Beziehung bzw. Relation von „Von - Voff > Vth2“ erfüllt ist, ist die Bestimmung in dem Schritt S9 NEIN. Dies (Von - Voff > Vth2) bedeutet, dass die Ausgabe des NOx-Sensors 80 wie angenommen variiert in Verbindung mit der Änderung der Erzeugungsmenge von NOx, welche durch die Laständerung der Hochdruckpumpe 60 während eines Betriebsartwechsels zu der Hochlastpumpbetriebsart verursacht wird. Der Steuerungsprozess des Kraftstoffeinspritzsteuersystems 100 bewegt sich zu einem Schritt S11 und diagnostiziert, dass der NOx-Sensor 80 in gutem Zustand arbeitet. Der Alarm für den Fahrzeugfahrer wird nicht durchgeführt.
Andererseits ist, wenn die Beziehung bzw. Relation von „Von - Voff ≤ Vth2“ erfüllt ist, die Bestimmung in dem Schritt S9 JA. Diese Situation (Von - Voff ≤ Vth2) bedeutet, dass der NOx-Sensor 80 nicht mit dem angenommenen Ansprechverhalten arbeitet. Mit anderen Worten ist es möglicherweise der Fall, dass der NOx-Sensor 80 nicht in gutem Zustand arbeitet. Der Steuerungsprozess geht zu einem Schritt S10, in dem das Steuergerät 90 diagnostiziert, dass es eine Funktionsstörung des NOx-Sensors 80 gibt.
In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt das Steuergerät 90, dass die Beziehung bzw. Relation von „Von - Voff ≤ Vth2“ erfüllt ist, wenn der Zustand, welcher die Beziehung bzw. Relation von „Von - Voff ≤ Vth2“ erfüllt, für eine vorbestimmte Filterungszeit andauert. In 2 entspricht eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt „t2“ bis zu einem Zeitpunkt „t3“ der Filterungszeit.
Die Beziehung bzw. Relation von „Von - Voff ≤ Vth2“ kann temporär erfüllt sein durch eine Unterschwingung der Ausgabe des NOx-Sensors 80 infolge eines Rauschens bzw. einer Störung oder dergleichen. Daher bestimmt das Steuergerät 90 nicht endgültig, dass die Beziehung bzw. Relation von „Von - Voff ≤ Vth2“ erfüllt ist, wenn die Beziehung bzw. Relation von „Von - Voff ≤ Vth2“ lediglich temporär erfüllt ist.
In dem Schritt S10 schaltet das Steuergerät 90 zu dem Zeitpunkt „t3“ ein Funktionsstörungsflag ein, wie in 2 gezeigt. Wenn das Funktionsstörungsflag eingeschaltet ist, wird die Funktionsstörung des NOx-Sensors 80 dem Fahrer visuell oder auditiv signalisiert. Alternativ kann die Funktionsstörung des NOx-Sensors 80 über ein Cloud-Netzwerk oder dergleichen an einen Fachoperator für Fahrzeuginstandhaltung übertragen werden.
Das Kraftstoffeinspritzsteuersystem 100 beendet den Steuerungsprozess, nachdem es die Diagnose für den NOx-Sensor 80 in dem Schritt S10 oder S11 ausführt.
Vorteile des Kraftstoffeinspritzsteuersystems 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden erläutert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Diagnose für den NOx-Sensor 80 während der Leerlaufbetriebsart des Motors ausgeführt. Genauer wird während der Leerlaufbetriebsart des Motors der Betriebszustand der Hochdruckpumpe 60 zu der Hochlastpumpbetriebsart geändert, um zwangsweise die Erzeugungsmenge von NOx zu verändern, sodass das Ansprechverhalten des NOx-Sensors 80 diagnostiziert wird.
Demgemäß ist die Diagnose des NOx-Sensors 80 nicht auf die Normalbetriebsart des Motors beschränkt, sondern kann in der Leerlaufbetriebsart des Motors durchgeführt werden.
Darüber hinaus wird die Änderung der Erzeugungsmenge von NOx, die für die Diagnose notwendig ist, durch die vorbestimmte Lasterhöhung erzeugt, welche durch die Schritte S6 und S7 definiert ist. Im Vergleich zu einem Fall der Diagnose in der Normalbetriebsart, in welcher die Diagnose durchgeführt wird unter Verwendung der Erzeugungsmenge von NOx, die sich während des Normalfahrmodus des Fahrzeugs unregelmäßig ändert, ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Diagnose genauer auszuführen. Ferner ist es, da es nicht immer notwendig ist, die Diagnose in der Normalbetriebsart des Motors auszuführen, möglich, eine Verminderung einer Fahrbarkeit des Fahrzeugs zu verhindern.
Darüber hinaus wird die Bestimmung für die Funktionsstörung des NOx-Sensors 80 auf Basis der Änderung der Ausgabe des NOx-Sensors 80 durchgeführt. Genauer wird die Bestimmung für die Funktionsstörung ausgeführt, indem einfach der Wert von „Von - Voff“ mit dem zweiten Schwellwert „Vth2“ verglichen wird. Wenn mit einem Fall verglichen, in dem die Funktionsstörung auf Basis der Beziehung bzw. Relation zwischen der Sensorausgabe und dem Referenzmuster oder dem Nachfolgemuster bestimmt wird, ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine Hardwarestruktur und/oder eine Rechenlast für das Steuergerät 90 kleiner zu machen.
Wie oben ist es in der vorliegenden Ausführungsform nicht auf die Normalbetriebsart des Motors beschränkt, wann die Diagnose ausgeführt wird. Es ist ferner möglich, die Diagnose des NOx-Sensors 80 in einer einfacheren Struktur auszuführen.
(Zweite Ausführungsform)
In der obigen ersten Ausführungsform wird die Diagnose des NOx-Sensors 80 durchgeführt, indem der Betriebszustand der Hochdruckpumpe 60 zu ihrer Hochlastpumpbetriebsart gewechselt wird, wenn der Motor in der Leerlaufbetriebsart arbeitet. Jedoch ist es nicht auf die Leerlaufbetriebsart des Motors beschränkt, wann der Betriebszustand der Hochdruckpumpe 60 zu der Hochlastpumpbetriebsart gewechselt wird, um die Diagnose auszuführen.
Der Betriebszustand der Hochdruckpumpe 60 kann zu der Hochlastpumpbetriebsart gewechselt werden, wenn die Drehzahl des Motors niedriger als ein vorbestimmter Wert ist und solch ein Niedertourigzustand fortgesetzt wird. Beispielsweise kann der Betriebszustand der Hochdruckpumpe 60 zu der Hochlastpumpbetriebsart geändert werden, wenn das Fahrzeug in einem Freilaufzustand fährt. Der Freilaufzustand entspricht einem Zustand, in dem das Fahrzeug ohne Aufnehmen eines Antriebdrehmoments von dem Motor fährt, beispielsweise wenn das Fahrzeug ohne Betätigen eines Gaspedals auf einem Gefälle fährt.
Ein Steuerungsprozess des Steuergerätes 90 gemäß der zweiten Ausführungsform, welcher sich von jenem der ersten Ausführungsform darin unterscheidet, dass der Schritt S4 (3) durch einen Schritt S12 ersetzt ist, ist in 4 gezeigt.
In dem Schritt S12 bestimmt das Steuergerät 90, ob eine Niedertouriglaufbetriebsart des Motors für eine vorbestimmte Zeitdauer (zum Beispiel die Zeitdauer zwischen „t1“ und „t2“ in 2) andauert oder nicht, wobei die Niedertouriglaufbetriebsart einem Zustand bzw. einer Bedingung entspricht, dass die Motordrehzahl niedriger als ein vorbestimmter Schwellwert „Nth“ ist. Der Steuerungsprozess nach dem Schritt S12 ist gleich zu jenem der ersten Ausführungsform (3).
Gemäß dem Kraftstoffeinspritzsteuersystem 100 der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Diagnose des NOx-Sensors 80 nicht nur in der Leerlaufbetriebsart auszuführen, sondern ferner in der Niedertouriglaufbetriebsart, in welcher der vorbestimmte Betriebszustand des Motors (niedriger als der Schwellwert „Nth“) für die vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird. Demgemäß ist es im Vergleich zu der ersten Ausführungsform möglich, eine Gelegenheit zum Ausführen der Diagnose des NOx-Sensors 80 auszudehnen.
(Weitere Ausführungsformen und/oder Modifikationen)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann ferner auf diverse Weisen modifiziert werden, ohne vom Sinn der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In den obigen Ausführungsformen ist der NOx-Sensor 80 als einer der Abgassensoren erläutert. Jedoch ist es, wenn ein PM-Sensor als der Abgassensor verwendet ist, gleichfalls möglich, eine Diagnose des PM-Sensors auszuführen. Darüber hinaus ist es möglich, die Diagnose jeglicher Art von Sensoren auszuführen, deren Ausgabe in Abhängigkeit von der Lasterhöhung der Hochdruckpumpe 60 verändert wird.
In den obigen Ausführungsformen wird der Betriebszustand der Hochdruckpumpe 60 zu der Hochlastpumpbetriebsart geändert, wenn die Differenz (Vmax - Vmin) zwischen dem maximalen Ausgabewert „Vmax“ und dem minimalen Ausgabewert „Vmin“ des Abgassensors in der Normalbetriebsart kleiner als der erste Schwellwert „Vth1“ ist. Mit anderen Worten werden, wenn erwägt wird, dass es eine Funktionsstörung in dem Abgassensor während der Normalbetriebsart gibt, die Schritte S5 bis S11 für die Diagnose ausgeführt.
Jedoch ist es nicht immer notwendig, die Beziehung bzw. Relation von „Vmax - Vmin ≤ Vth1“ zu erfüllen, wenn der Betriebszustand der Hochdruckpumpe 60 zu der Hochlastpumpbetriebsart geändert wird. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem die Motordrehzahl niedriger als der vorbestimmte Wert „Nth“ ist und solch ein Niedertourigzustand des Motors für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird, die Diagnose ausgeführt werden. Mit anderen Worten können die Schritte S1 bis S3 in jeder der obigen Ausführungsformen weggelassen sein.
In den obigen Ausführungsformen entspricht die Hochlastpumpbetriebsart dem Zustand, in dem nicht nur die Ausgabe der Hochdruckpumpe 60 vergrößert wird, sondern ferner der Öffnungsgrad des Druckablassventils 70 vergrößert wird bzw. ist.
Jedoch ist es wichtig, in der Hochlastpumpbetriebsart der Hochdruckpumpe 60 die Erzeugungsmenge von NOx zu vergrößern. Es ist daher nicht immer notwendig, den Öffnungsgrad des Druckablassventils 70 zu regulieren. In einem Fall, in dem der Öffnungsgrad des Druckablassventils 70 nicht reguliert wird, ist es möglich, den Schritt S7 in 3 und 4 entfallen zu lassen.
Ein Steuergerät ändert somit einen Betriebszustand einer Hochdruckpumpe zu einer Hochlastpumpbetriebsart, wenn eine Niedertouriglaufbetriebsart (zum Beispiel ein Leerlaufbetrieb eines Motors), in welcher eine Motordrehzahl niedriger als ein vorbestimmter Wert (Nth) ist, für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird, sodass eine Ausgabe der Hochdruckpumpe vergrößert wird. Das Steuergerät bestimmt, dass es eine Funktionsstörung eines Abgassensors gibt, wenn ein Änderungsausmaß (Von - Voff) in einer Ausgabe des Abgassensors in einer Nähe eines Übergangs zu der Hochlastpumpbetriebsart der Hochdruckpumpe kleiner als ein vorbestimmter Wert (Vth2) ist. In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Diagnose des Abgassensors in einem Motorbetriebszustand (dem Leerlaufbetrieb) auszuführen, der anders als eine Normalbetriebsart dessen ist.

Claims

Kraftstoffeinspritzsteuersystem (100) für einen in einem Fahrzeug installierten Verbrennungsmotor, aufweisend: eine Hochdruckpumpe (60) zum Unterdrucksetzen von Kraftstoff, welcher in einen Zylinder (10) des Verbrennungsmotors eingespritzt wird, ein Steuergerät (90) zum Steuern einer Kraftstoffeinspritzung, die von einem Kraftstoffeinspritzer (20) ausgeführt wird, und einen Abgassensor (80), der in einem Auslassrohr (30) vorgesehen ist und der ein Abgas betreffendes physikalisches Ausmaß ausgibt, wobei das Steuergerät (90) eine Diagnose des Abgassensors (80) ausführt, wenn eine Niedertouriglaufbetriebsart, in welcher eine Motordrehzahl niedriger als ein vorbestimmter Wert (Nth) ist, für eine vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird, wobei das Steuergerät (90) einen Betriebszustand der Hochdruckpumpe (60) zu einer Hochlastpumpbetriebsart ändert durch Steuern der Hochdruckpumpe (60) zum Vergrößern von deren Ausgabe, wenn das Steuergerät (90) die Diagnose des Abgassensors (80) ausführt, und wobei das Steuergerät (90) bestimmt, dass es eine Funktionsstörung in dem Abgassensor (80) gibt, wenn ein Änderungsausmaß (Von - Voff) in einer Ausgabe des Abgassensors (80) in einer Nähe eines Übergangs zu der Hochlastpumpbetriebsart der Hochdruckpumpe (60) niedriger als ein vorbestimmter Schwellwert (Vth2) ist.
Kraftstoffeinspritzsteuersystem gemäß Anspruch 1, wobei: das Steuergerät (90) den Betriebszustand der Hochdruckpumpe (60) zu der Hochlastpumpbetriebsart ändert, wenn eine Differenz zwischen einem maximalen Ausgabewert (Vmax) und einem minimalen Ausgabewert (Vmin) des Abgassensors (80) während einer Normalbetriebsart des Verbrennungsmotors kleiner als ein vorbestimmter Schwellwert (Vth1) ist, und wenn die Niedertouriglaufbetriebsart für die vorbestimmte Zeitdauer fortgesetzt wird.
Kraftstoffeinspritzsteuersystem gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: ein Druckablassventil (70) zum Ablassen von Druck des Kraftstoffs, wenn es geöffnet ist, wobei das Steuergerät (90) das Druckablassventil (70) so steuert, dass es das selbige während der Hochlastpumpbetriebsart der Hochdruckpumpe (60) öffnet.
Kraftstoffeinspritzsteuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Niedertouriglaufbetriebsart einem Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors entspricht.
Kraftstoffeinspritzsteuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Niedertouriglaufbetriebsart einem Freilaufzustand des Fahrzeugs entspricht.
Kraftstoffeinspritzsteuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Abgassensor mit einem NOx-Sensor gebildet ist.
Kraftstoffeinspritzsteuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Abgassensor mit einem PM-Sensor gebildet ist.